Народный артист СССР (1962). Лауреат Сталинской премии второй степени (1950). Член КПСС с 1959 года.
Иосиф Толчан родился 11 мая 1891 года в Москве.
В 1911—1914 годах учился в Льежском университете (Франция). После 1917 году поступил в Мамоновскую студию в Москве (руководители Б. Е. Захава и Ю. А. Завадский).
В 1918 году влился вместе с Мамоновской студией в состав студии, а впоследствии театра им. Вахтангова.
В Вахтанговском театре Толчанов-режиссёр поставил спектакли «Партия честных людей» (1927) Ж. Ромена, «Пятый горизонт» (1932) П. Маркиша, «Далёкое» (1935) А. Н. Афиногенова.
С 1920 года Толчанов занимался педагогической деятельностью, преподавал в узбекской театральной студии, в якутской студии ГИТИСа, театральном училище имени Щукина (с 1946 года — профессор).
И. М. Толчанов умер 24 августа 1981 года. Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (участок № 2).